Mg-Sr-Zn-Y和Mg-Sr-Al-Y合金微观组织结构与高温压缩性能研究

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镁合金作为目前比重最轻的金属结构材料,在汽车和电子通讯等行业中得到越来越广泛的应用。镁合金对于国民经济意义非常重大,应用前景广阔。但是,镁合金高温耐热性较差,限制了其应用范围。本文以Mg-Sr二元合金为基础,采用“熔-浸”还原法,制备了Mg-Sr-Zn-Y和Mg-Sr-Al-Y合金。通过添加Zn、Al和稀土Y元素,改善Mg-Sr合金的显微组织,提高Mg-Sr合金的高温压缩性能。借助于X射线衍射仪鉴定了试验材料的相组成,利用光学显微镜、扫描电镜观察了试验材料的组织结构。计算了不同变形工艺条件下试验材料的应变速率敏感指数和表观激活能,论述了高温压缩变形机制。Mg-Sr-Zn-Y和Mg-Sr-Al-Y合金的金相组织是由白色的枝晶α-Mg基体和分布在晶界周围呈黑色不连续的条状和颗粒状分布的二次相组成,相比Mg-Sr-Y、Mg-Sr-Zn和Mg-Sr-Al合金,Mg-Sr-Zn-Y和Mg-Sr-Al-Y合金组织更为细化,晶粒的圆整度整体提高,晶界净化效果更为明显。Mg-Sr-Zn-Y合金中主要存在α-Mg、Mg17Sr2、Mg12YZn相,Mg12YZn相呈颗粒状弥散分布于枝晶内和晶间,对晶界和位错的滑移起到了一定的阻碍作用,强化了基体;Mg-Sr-Al-Y合金中主要存在α-Mg、Mg17Sr2、Al2Y,Al2Y相呈颗粒状分布在晶粒内部。研究结果表明:相同压缩温度和应变速率下,合金的抗压强度随着合金元素Al、Zn、Y含量的增加而提高。在整个实验温度范围内300K525K,Mg-Sr-Zn-Y合金的变形机制主要以位错的滑移和孪生为主;对于Mg-Sr-Al-Y合金,在300K425K之间时,变形机制为位错的滑移和孪生,在475K525K之间时则主要以晶界的滑动为主。
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